JPH10232552A - Developing device - Google Patents

Developing device

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Publication number
JPH10232552A
JPH10232552A JP3751097A JP3751097A JPH10232552A JP H10232552 A JPH10232552 A JP H10232552A JP 3751097 A JP3751097 A JP 3751097A JP 3751097 A JP3751097 A JP 3751097A JP H10232552 A JPH10232552 A JP H10232552A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
toner
carrier
toner layer
charging
developing device
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3751097A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Kuramoto
新一 倉本
Noriaki Yamazaki
憲明 山崎
Akihiko Noda
明彦 野田
Jun Abe
純 安部
Shota Oba
正太 大場
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
Priority to JP3751097A priority Critical patent/JPH10232552A/en
Publication of JPH10232552A publication Critical patent/JPH10232552A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Dry Development In Electrophotography (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a developing device capable of obtaining high image quality by specifying the surface roughness of a toner carrier. SOLUTION: The developing device 10 is provided with the toner carrier 12 which is arranged to approach or come into contact with an image carrier 1 carrying an electrostatic latent image and moving in a fixed direction, in a specified developing region D and circulated in a state where the surface of the toner carrier 12 carries a toner layer. Further, the developing device 10 is provided with a toner layer forming member 13 for making the toner supplied to the toner carrier 12 the toner layer having a prescribed thickness. Further, the developing device 10 is provided with an electrified 14 which is arranged to face the toner carrier 12 carrying the toner layer and electrifies it, between the toner layer forming member 13 and the developing region D. Then, the toner carrier 12 has a surface roughness Ra of 0.1<=Ra<=1.7(μm). Therefore, the toner layer having a toner layer thickness suitable for development is formed and uniformly electrified.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリンタ
ー等の電子写真式の画像形成装置において用いられ、像
担持体上に形成された静電潜像をトナーの付着によって
可視化する現像装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a developing device which is used in an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine or a printer, and which visualizes an electrostatic latent image formed on an image carrier by attaching toner. .

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、電子写真方式の画像形成装置にお
いて用いられる、像担持体上に形成された静電潜像にト
ナーを付着させることにより静電潜像を可視化して現像
像を形成する現像装置として、トナーのみの一成分現像
剤を用いる一成分現像方式と、トナーとキャリアとから
なる二成分現像剤を用いる二成分現像方式とが知られて
いる。これらの現像装置には像担持体と対向する位置に
回転可能な現像剤担持体が備えられており、現像剤は現
像剤担持体表面に担持され現像剤担持体の回転により現
像剤担持体と像担持体とが互いに対向する現像領域に搬
送される。現像領域では、現像剤担持体と像担持体との
間に印加された現像バイアス電圧により電界が形成され
ており、この電界によりトナーは像担持体上の静電潜像
に転移し、像担持体上にトナーによる現像像が形成され
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, a toner is attached to an electrostatic latent image formed on an image carrier, which is used in an electrophotographic image forming apparatus, to visualize the electrostatic latent image to form a developed image. As a developing device, a one-component developing method using a one-component developer containing only toner and a two-component developing method using a two-component developer composed of a toner and a carrier are known. These developing devices are provided with a rotatable developer carrier at a position facing the image carrier, and the developer is carried on the surface of the developer carrier and the developer carrier is rotated by the rotation of the developer carrier. The image carrier is transported to the developing areas facing each other. In the developing area, an electric field is formed by a developing bias voltage applied between the developer carrier and the image carrier, and the electric field causes the toner to transfer to an electrostatic latent image on the image carrier, thereby causing the image carrier to move. A developed image with toner is formed on the body.

【0003】このような現像装置では、現像領域におい
てトナーを像担持体上の静電潜像に確実に転移させるた
めに、トナーに所定の帯電量の電荷を付与する必要があ
る。二成分現像方式の現像装置では、摩擦帯電序列上で
互いに隔たったトナーと磁性キャリアとを混合、撹拌す
ることによりトナーに電荷が付与されるが、混合、撹拌
中にトナーに外添された帯電制御剤が遊離してキャリア
表面を汚染することがある。従って、キャリアを長期間
使用すると帯電制御剤の影響でトナーの帯電能力が次第
に低下してくるため、現像剤の交換が必要になるという
欠点がある。また、トナーとキャリアとの混合比を一定
に保つためのトナー濃度制御装置や現像剤撹拌装置を必
要とし、また、現像剤担持体の内部に磁性キャリアを担
持するためのマグネットを配設する必要があり、装置の
複雑化を招くという問題がある。
In such a developing device, it is necessary to apply a predetermined amount of charge to the toner in order to surely transfer the toner to the electrostatic latent image on the image carrier in the developing area. In a two-component developing type developing device, an electric charge is given to a toner by mixing and stirring a toner and a magnetic carrier which are separated from each other on a frictional charging sequence. Control agents can liberate and contaminate the carrier surface. Therefore, when the carrier is used for a long period of time, the charging ability of the toner gradually decreases due to the influence of the charge control agent, so that there is a disadvantage that the developer needs to be replaced. In addition, a toner concentration control device and a developer stirring device for maintaining a constant mixing ratio between the toner and the carrier are required, and a magnet for supporting the magnetic carrier inside the developer carrier is required. There is a problem that the device becomes complicated.

【0004】一方、一成分現像方式の現像装置には上記
のような二成分現像方式の欠点がないため一成分現像方
式の現像装置も広く用いられている。一成分現像方式の
現像装置では、現像剤(トナー)担持体にブレードと呼
ばれる弾性材料からなるトナー層形成部材を圧接させ、
トナー担持体上に薄いトナー層を形成するとともに、ト
ナー層とトナー層形成ブレードとの摩擦帯電によりトナ
ーに電荷を付与する方式が広く採用されている。しか
し、一般にブレードによるトナー帯電能力は低いためト
ナーを十分に帯電することが難しく、所望の極性とは逆
の極性に帯電した所謂逆極性トナーが発生しやすく、そ
の逆極性トナーにより画像背景部に地カブリを発生する
ことが多いという欠点がある。すなわち、ブレードによ
る摩擦帯電においては、ブレードと接触するトナー粒子
の比率が低く、特に微小トナーは摩擦帯電されずにトナ
ー層形成ブレードを通過してしまうことがある。そこで
摩擦帯電を促進するために、トナー層に対するトナー層
形成ブレードの圧接力を増加させることが考えられる
が、圧接力を増加させると摩擦熱の増大によりトナーの
バインダー樹脂が溶融し、凝集したトナーがブレードに
詰まり、画像に白筋を発生させるという問題を生じるこ
とがある。
On the other hand, a developing device of the one-component developing system is widely used because it does not have the above-mentioned disadvantages of the two-component developing system. In a one-component developing type developing device, a developer (toner) carrier is pressed against a toner layer forming member made of an elastic material called a blade,
2. Description of the Related Art A method of forming a thin toner layer on a toner carrier and applying a charge to toner by frictional charging between the toner layer and a toner layer forming blade has been widely adopted. However, in general, it is difficult to sufficiently charge the toner because the toner charging ability of the blade is low, so that a so-called reverse polarity toner charged to a polarity opposite to a desired polarity is easily generated. There is a drawback that fog often occurs. That is, in the triboelectric charging by the blade, the ratio of the toner particles in contact with the blade is low, and particularly, minute toner may pass through the toner layer forming blade without being triboelectrically charged. In order to promote the triboelectric charging, it is conceivable to increase the pressing force of the toner layer forming blade against the toner layer.However, when the pressing force is increased, the binder resin of the toner melts due to an increase in frictional heat, and the aggregated toner May clog the blade and cause a problem that white streaks are generated in the image.

【0005】上記のような、摩擦帯電装置の問題点を解
消するために、トナーに直接電荷を付与する方式の現像
装置が提案されている。この方式の現像装置として、例
えば、実開昭63−138560号公報には、トナー担
持体と対向する位置にコロナ放電器を配設し、コロナ放
電器からトナー層へ所望の極性のイオンを照射すること
によりトナーに電荷を付与する方式の現像装置が開示さ
れている。しかし、コロナ放電器を用いるとコロトロン
ワイヤーに汚れが付着し均一な放電が得られなくなると
いう問題が発生することがある。また、コロトロンワイ
ヤー近傍の空気層を電離させるために高電圧の印加が必
要であり、放電の軸方向の安定性などを考慮すると5k
V以上の高電圧が必要となる。さらに、放電時にオゾン
の発生が多いなどの欠点もある。
In order to solve the above-mentioned problems of the frictional charging device, a developing device of a type in which a charge is directly applied to toner has been proposed. As a developing device of this type, for example, Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 63-138560 discloses a method in which a corona discharger is provided at a position facing a toner carrier, and ions of a desired polarity are irradiated from the corona discharger onto the toner layer. A developing device of a type in which a charge is imparted to the toner by doing so is disclosed. However, when a corona discharger is used, there is a problem that dirt adheres to the corotron wire and uniform discharge cannot be obtained. In addition, a high voltage must be applied to ionize the air layer near the corotron wire.
A high voltage of V or more is required. In addition, there is a drawback that ozone is generated during discharge.

【0006】そこで、コロナ放電を利用せずにトナーに
電荷を付与する現像装置が、例えば、特開昭54−17
030号公報、特開昭62−291678号公報、特開
昭64−62675号公報などに開示されている。これ
らの現像装置について、図6および図7を参照して説明
する。図6は、従来の現像装置の一例を示す概略構成図
である。
Therefore, a developing device for applying electric charge to toner without using corona discharge is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-17 / 1979.
No. 030, JP-A-62-291678 and JP-A-64-62675. These developing devices will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a conventional developing device.

【0007】図6に示す現像装置30には、像担持体1
に近接して配置された、矢印A方向に回転するトナー担
持体32と、現像装置30内のトナーを撹拌しトナー担
持体32表面にトナーを供給する撹拌供給部材33と、
トナー担持体32に圧接し、撹拌供給部材33により供
給されたトナーを所定の厚さのトナー層に形成するトナ
ー層形成ブレード34と、トナー担持体32と接触し
て、あるいは微小間隔を隔てて配設された円筒状の帯電
電極35と、トナー担持体32に現像バイアス電圧を供
給するバイアス電源36と、帯電電極35にトナー帯電
用の電圧を供給するトナー帯電用電源37と、これら各
構成要素のうち電源以外の各部を収納するハウジング3
8とが備えられている。このように構成した現像装置3
0を用い、トナー帯電用電源37により帯電電極35に
帯電用電圧を印加し帯電電極35とトナー担持体32と
の間隙に放電電界を形成し、放電により発生したイオン
または電子をトナーに付着させることによりトナーを帯
電させる。
[0007] The developing device 30 shown in FIG.
A toner carrier 32 rotating in the direction of arrow A, a stirring / supplying member 33 for stirring the toner in the developing device 30 and supplying the toner to the surface of the toner carrier 32,
A toner layer forming blade 34 that presses against the toner carrier 32 and forms the toner supplied by the stirring and supplying member 33 into a toner layer having a predetermined thickness, and contacts the toner carrier 32 or at a small interval. A cylindrical charging electrode 35 disposed therein; a bias power supply 36 for supplying a developing bias voltage to the toner carrier 32; a toner charging power supply 37 for supplying a toner charging voltage to the charging electrode 35; Housing 3 for housing each part of the element other than the power supply
8 are provided. Developing device 3 configured as above
Using 0, a charging voltage is applied to the charging electrode 35 by the toner charging power supply 37 to form a discharge electric field in the gap between the charging electrode 35 and the toner carrier 32, and ions or electrons generated by the discharge adhere to the toner. Thus, the toner is charged.

【0008】図7は、従来の現像装置の他の例を示す概
略構成図である。図7に示す現像装置40には、図6に
示す現像装置30における帯電電極35に相当するもの
は備えられておらず、その代わりに、トナー担持体32
に圧接するトナー層形成ブレード44にトナー帯電用電
源37からのトナー帯電用電圧が印加される。トナー層
形成ブレード44は、トナー担持体32上にトナー層を
形成するとともに、トナー層形成ブレード44とトナー
担持体32との間隙に放電電界を形成し放電により発生
したイオンまたは電子をトナーに付着させることにより
トナーを帯電させる。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing another example of a conventional developing device. The developing device 40 shown in FIG. 7 does not include a component corresponding to the charging electrode 35 in the developing device 30 shown in FIG.
The toner charging voltage from the toner charging power source 37 is applied to the toner layer forming blade 44 that is pressed against the toner layer. The toner layer forming blade 44 forms a toner layer on the toner carrier 32 and forms a discharge electric field in a gap between the toner layer forming blade 44 and the toner carrier 32 to attach ions or electrons generated by the discharge to the toner. This causes the toner to be charged.

【0009】図6または図7に示す方式の現像装置は、
コロナ放電器ほどの高電圧を必要とせず、さらに印加電
圧が低いためオゾンの発生も少ないという利点がある。
A developing device of the type shown in FIG. 6 or FIG.
There is an advantage that a high voltage is not required as much as a corona discharger, and the generation of ozone is small because the applied voltage is low.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの方式
の現像装置では、上記のように電圧を印加することによ
りトナーに直接電荷を付与するものであるため、トナー
層とトナー層形成ブレードとの摩擦帯電によりトナーに
電荷を付与する方式の現像装置とは異なり、トナー帯電
に必要な電荷が、例えば帯電電極から過剰に送られてく
るため、現像剤担持体上のトナー層が厚い場合はトナー
層の上層部と下層部での帯電分布に差が生じ、トナー単
体での帯電量が不均一になってしまうという問題があ
る。この問題について図8を参照して説明する。
However, in these types of developing devices, the electric charge is directly applied to the toner by applying a voltage as described above, so that the toner layer and the toner layer forming blade are separated from each other. Unlike a developing device in which a charge is applied to a toner by frictional charging, an electric charge required for the toner charging is excessively sent from, for example, a charging electrode. There is a problem that a difference occurs in charge distribution between the upper layer portion and the lower layer portion of the layer, and the charge amount of the toner alone becomes non-uniform. This problem will be described with reference to FIG.

【0011】図8は、電圧を印加することによりトナー
に直接電荷を付与する現像装置において、現像剤担持体
上のトナー層が厚い場合の問題を説明するための図であ
る。図8(a)に示すように、帯電電極51への電圧の
印加により現像剤担持体52上に付着したトナー53の
層が薄い場合はトナー密度が小さく、このためトナー5
3どうしのすき間から現像剤担持体52を経由して不要
な電荷54がリークするが、図8(b)に示すように、
トナー53の層が厚い場合はトナー53の密度が高く、
このためトナー53どうしのすき間がなく、過剰な電荷
54が現像担持体52にリークせずに不均一に各トナー
53に付着する。従って、トナー53単体の帯電量が増
加するとともに、トナー層の上層部のトナー帯電量と、
トナー層の下層部のトナー帯電量に差が生じてしまう。
このような状態で現像を実施すると現像剤担持体52へ
の不均一な飛翔がおこり現像像がムラになってしまう可
能性がある。
FIG. 8 is a view for explaining a problem in a case where the toner layer on the developer carrying member is thick in a developing device in which a charge is directly applied to the toner by applying a voltage. As shown in FIG. 8A, when the layer of the toner 53 adhered to the developer carrier 52 by applying a voltage to the charging electrode 51 is thin, the toner density is low.
Although unnecessary charges 54 leak from the gaps between the three via the developer carrying member 52, as shown in FIG.
When the layer of the toner 53 is thick, the density of the toner 53 is high,
For this reason, there is no gap between the toners 53, and the excess electric charges 54 adhere to the respective toners 53 unevenly without leaking to the developing carrier 52. Accordingly, the charge amount of the toner 53 alone increases, and the charge amount of the toner in the upper layer portion of the toner layer,
A difference occurs in the toner charge amount in the lower part of the toner layer.
If the development is performed in such a state, uneven flight to the developer carrier 52 may occur, and the developed image may be uneven.

【0012】一方、現像剤担持体52上に付着したトナ
ー53の層が薄い場合は、良好な画像濃度を得ることが
困難であるという問題がある。本発明は、上記事情に鑑
み、良好な画質が得られる現像装置を提供することを目
的とする。
On the other hand, when the layer of the toner 53 adhered on the developer carrier 52 is thin, there is a problem that it is difficult to obtain a good image density. The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a developing device capable of obtaining good image quality.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の第1の現像装置は、所定の現像領域において、静電
潜像を担持して所定の方向に移動する像担持体上の静電
潜像にトナーを付着させることにより、その像担持体上
の静電潜像を可視化する現像装置において、上記現像領
域において上記像担持体に近接もしくは接触するように
配置され、表面にトナー層を担持して循環移動するトナ
ー担持体と、そのトナー担持体に供給されたトナーを所
定厚さのトナー層に成形するトナー層形成部材と、上記
トナー層形成部材と上記現像領域との間においてトナー
層を担持したトナー担持体に対向して配置された、その
トナー層を帯電する帯電器とを備え、上記トナー担持体
が、 0.1≦Ra≦1.7(μm) の表面粗さRaを有するものであることを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a first developing apparatus for holding an electrostatic latent image in a predetermined developing area on a movable image carrier which moves in a predetermined direction. In a developing device for visualizing an electrostatic latent image on an image carrier by attaching toner to the electrostatic latent image, the developing device is disposed so as to be close to or in contact with the image carrier in the development area, and a toner layer is formed on the surface. A toner carrier that circulates and carries the toner, a toner layer forming member that forms the toner supplied to the toner carrier into a toner layer having a predetermined thickness, and a toner layer between the toner layer forming member and the developing area. And a charger for charging the toner layer, which is disposed to face the toner carrier carrying the toner layer, wherein the toner carrier has a surface roughness of 0.1 ≦ Ra ≦ 1.7 (μm). Must have Ra And features.

【0014】尚、表面粗さRaとは十点平均粗さ(JI
S B 0601−1982)をいう。本発明の第1の
現像装置では、トナー担持体の表面粗さRaが0.1≦
Ra≦1.7(μm)に設定されているため、現像に適
したトナー層厚を有するトナー層が形成され、その現像
に適したトナー層厚のトナー層が均一に帯電される。従
って、帯電器からの過剰な電荷をトナー担持体側へリー
クさせることができ、トナーに不均一に過剰な電荷が付
着することはなく現像像のムラが低減される。また、ト
ナーの層厚が薄くなることもなく良好な画像濃度を得る
ことができる。
The surface roughness Ra is a ten-point average roughness (JI
SB0601-1982). In the first developing device of the present invention, the toner carrier has a surface roughness Ra of 0.1 ≦ 0.1.
Since Ra ≦ 1.7 (μm) is set, a toner layer having a toner layer thickness suitable for development is formed, and the toner layer having a toner layer thickness suitable for the development is uniformly charged. Therefore, the excess charge from the charger can be leaked to the toner carrier side, so that the excess charge does not adhere to the toner unevenly and the unevenness of the developed image is reduced. Further, a good image density can be obtained without reducing the toner layer thickness.

【0015】また、上記目的を達成する本発明の第2の
現像装置は、所定の現像領域において、静電潜像を担持
して所定の方向に移動する像担持体上の静電潜像にトナ
ーを付着させることにより、その像担持体上の静電潜像
を可視化する現像装置において、上記現像領域において
上記像担持体に近接もしくは接触するように配置され、
表面にトナー層を担持して循環移動するトナー担持体
と、そのトナー担持体に供給されたトナーを所定厚さの
トナー層に成形するトナー層形成部材と、上記トナー層
形成部材と上記現像領域との間においてトナー層を担持
したトナ担持体に対向して配置された、そのトナー層を
帯電する帯電器とを備え、上記トナー層形成部材が、上
記トナー担持体表面に、単位面積あたり 0.1≦TM≦1.6(mg/cm2 ) のトナー付着量TMであるトナー層を形成するものであ
ることを特徴とする。
According to a second developing apparatus of the present invention for achieving the above object, the present invention provides a developing device that carries an electrostatic latent image on a predetermined developing area and moves the image in a predetermined direction. In a developing device that visualizes an electrostatic latent image on the image carrier by attaching toner, the developing device is disposed so as to approach or contact the image carrier in the development area,
A toner carrier carrying a toner layer on its surface and circulating; a toner layer forming member for forming the toner supplied to the toner carrier into a toner layer having a predetermined thickness; the toner layer forming member and the developing area And a charger for charging the toner layer, which is disposed opposite to the toner carrier carrying the toner layer between the toner carrier and the toner layer forming member. characterized in that to form a toner layer which is toner adhesion amount TM of .1 ≦ TM ≦ 1.6 (mg / cm 2).

【0016】本発明の第2の現像装置は、トナー層形成
部材が、上述の範囲でトナー付着量TMであるトナー層
を形成するものであり、このトナー付着量TMの範囲で
形成されたトナー層は、現像しやすい厚さのトナー層を
形成するトナーが均一に帯電される範囲である。従っ
て、トナーに不均一に過剰な電荷が付着することはなく
現像像のムラが低減され、また良好な画像濃度を得るこ
とができる。尚、トナー担持体にトナー層形成部材を配
設するにあたり、そのトナー層形成部材がブレードの場
合は線圧により規定することができ、またトナー層形成
部材がトリマーの場合はトナー担持体とのギャップによ
り規定することができる。
According to a second developing device of the present invention, the toner layer forming member forms a toner layer having the toner adhesion amount TM in the above-described range, and the toner formed in the toner adhesion amount range. The layer is a range in which the toner forming the toner layer having a thickness that is easy to develop is uniformly charged. Therefore, excessive charge does not adhere to the toner unevenly, unevenness of the developed image is reduced, and good image density can be obtained. When the toner layer forming member is arranged on the toner carrier, the toner layer forming member can be defined by a linear pressure when the toner layer forming member is a blade. It can be defined by the gap.

【0017】ここで、上記帯電器が、上記トナー担持体
に対向して配置された帯電電極と、その帯電電極に所定
の極性の帯電用電圧を印加して上記トナー担持体との間
に電界を形成する第1の電源と、上記帯電電極と上記ト
ナー担持体とに挟まれた位置に配備され、上記電界内に
発生する放電の電離領域を上記帯電電極との間に規制す
る、多数の開口を有する制御電極と、その制御電極に、
上記帯電電極の電位と上記トナー担持体の電位との中間
の電位を形成する電圧を印加する第2の電源とを備えた
ものであることが効果的である。
Here, the charging device applies an electric field between the charging electrode disposed opposite the toner carrier and a charging voltage of a predetermined polarity to the charging electrode to apply an electric field between the charging electrode and the toner carrier. And a plurality of first power supplies, which are disposed between the charging electrode and the toner carrier and regulate an ionization region of a discharge generated in the electric field between the first power supply and the charging electrode. A control electrode having an opening, and the control electrode
It is effective to provide a second power supply for applying a voltage for forming a potential intermediate between the potential of the charging electrode and the potential of the toner carrier.

【0018】帯電電極と制御電極との間に放電開始電圧
以上の電圧を印加するとともに、帯電電極とトナー担持
体との間に放電を生じないように電圧を印加し、トナー
担持体付近で所望の極性のイオンまたは電子がトナー担
持体側へ移動するような電界を形成する。すると、帯電
電極と制御電極との間に印加された電圧により、強い電
界が形成され、それら帯電電極,制御電極間で放電が発
生する。この放電により電離現象が発生し、電子なだれ
現象によりプラスイオンと、電子およびマイナスイオン
が発生するが、電離域は帯電電極と制御電極との間に限
定され、制御電極とトナー担持体との間、すなわちトナ
ー担持体上のトナー層の存在している領域では電離は生
じない。このため、トナー層の厚さの範囲内での電離は
発生せず、従って、プラスイオンと、マイナスイオンお
よび電子が生成されることはない。一方、制御電極とト
ナー担持体との間には放電を開始するよりも小さい電界
が形成されており、これらの間の電界作用によって、帯
電電極と制御電極との間に発生したプラスイオン、また
はマイナスイオンおよび電子のいずれか一方がトナー担
持体側に引き付けられ、トナー担持体上に形成されたト
ナー層に付与される。これにより、トナーを所望の極性
に帯電することができる。
A voltage equal to or higher than the discharge starting voltage is applied between the charging electrode and the control electrode, and a voltage is applied so as not to cause a discharge between the charging electrode and the toner carrier. An electric field is generated such that ions or electrons having the polarity of the above move to the toner carrier side. Then, a strong electric field is formed by the voltage applied between the charging electrode and the control electrode, and a discharge occurs between the charging electrode and the control electrode. This discharge causes an ionization phenomenon, and avalanche phenomena generates positive ions, electrons and negative ions, but the ionization region is limited between the charging electrode and the control electrode, and between the control electrode and the toner carrier. That is, ionization does not occur in a region where the toner layer exists on the toner carrier. For this reason, ionization does not occur within the range of the thickness of the toner layer, and therefore, positive ions, negative ions, and electrons are not generated. On the other hand, an electric field smaller than that at which discharge is started is formed between the control electrode and the toner carrier, and a positive ion generated between the charging electrode and the control electrode due to the electric field effect between them, or One of the negative ions and the electrons is attracted to the toner carrier and is applied to the toner layer formed on the toner carrier. Thereby, the toner can be charged to a desired polarity.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。図1は、本発明の現像装置の一実施形態を示
す概略構成図である。図1に示す現像装置10には、所
定の現像領域Dにおいて、静電潜像を担持して所定の方
向に移動する像担持体1に近接もしくは接触するように
配置され、表面にトナー層を担持して循環移動するトナ
ー担持体12が備えられている。
Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the developing device of the present invention. A developing device 10 shown in FIG. 1 is arranged so as to be close to or in contact with an image carrier 1 which carries an electrostatic latent image and moves in a predetermined direction in a predetermined developing region D, and has a toner layer on the surface. A toner carrier 12 that carries and circulates is provided.

【0020】また現像装置10には、トナー担持体12
に供給されたトナーを所定厚さのトナー層に成形するト
ナー層形成部材13が備えられている。さらに現像装置
10には、トナー層形成部材13と現像領域Dとの間に
おいてトナー層を担持したトナ担持体12に対向して配
置された、トナー層を帯電する帯電器14が備えられて
いる。この帯電器14には、トナー担持体12に対向し
て配置された帯電電極14aと、帯電電極14aとトナ
ー担持体12とに挟まれた位置に配備され、電界内に発
生する放電の電離領域を帯電電極14aとの間に規制す
る、多数の開口を有する制御電極14bと、帯電電極1
4aに所定の極性の帯電用電圧を印加してトナー担持体
12との間に電界を形成するトナー帯電用電源14c
(本発明にいう第1の電源)と、制御電極14bに、帯
電電極14aの電位とトナー担持体12の電位との中間
の電位を形成する電圧を印加する帯電制御用電源14d
(本発明にいう第2の電源)とが備えられている。
The developing device 10 includes a toner carrier 12
Is provided with a toner layer forming member 13 for forming the toner supplied to the toner into a toner layer having a predetermined thickness. Further, the developing device 10 is provided with a charger 14 for charging the toner layer, which is disposed between the toner layer forming member 13 and the development area D so as to face the toner carrier 12 carrying the toner layer. . The charger 14 is provided with a charging electrode 14 a disposed opposite to the toner carrier 12, and an ionization region of a discharge generated in an electric field, which is provided at a position between the charging electrode 14 a and the toner carrier 12. A control electrode 14b having a large number of openings for regulating the distance between the control electrode 14a and the charging electrode 14a.
A toner charging power supply 14c for applying a charging voltage of a predetermined polarity to 4a to form an electric field with the toner carrier 12.
(A first power source according to the present invention) and a charging control power source 14d for applying a voltage to the control electrode 14b to form a potential intermediate between the potential of the charging electrode 14a and the potential of the toner carrier 12.
(The second power source according to the present invention).

【0021】また現像装置10には、この現像装置10
内のトナーを撹拌しトナー担持体12表面にトナーを供
給するトナー供給部材15と、トナー担持体12に現像
バイアス電圧を供給する現像バイアス電源16と、これ
ら各構成要素のうち電源以外の各部を収納するハウジン
グ17とが備えられている。トナー担持体12には、現
像バイアス電源16により約−200Vの直流電圧が印
加される。なお、現像バイアス電源16からトナー担持
体12に印加される電圧は、良好な現像性能を確保する
ため直流電圧と交流電圧とを重畳した電圧としてもよ
い。トナー担持体12には、アルミニウムまたはステン
レスの丸棒またはパイプを切削加工した後、サンドブラ
スト、液体ホーニング、エメリー研磨などの機械加工を
施すか、あるいは化学腐食を施すことにより外周面に表
面粗さRa=0.1〜1.7μm、好ましくは表面粗さ
Ra=0.1〜1.1μm程度の凹凸を形成したものを
用いることができる。また、アルミニウムまたはステン
レスの丸棒またはパイプを切削加工した後に、導電粉を
分散させた樹脂層を形成したものでもよい。本実施形態
のトナー担持体12は直径20mmのアルミニウムパイ
プを切削加工した後、外周面にサンドブラスト陽極酸化
処理を施し、表面粗さRa=0.5μm程度にしたもの
が用いられている。
The developing device 10 includes the developing device 10
A toner supply member 15 that stirs the toner inside and supplies the toner to the surface of the toner carrier 12, a developing bias power supply 16 that supplies a developing bias voltage to the toner carrier 12, and components of these components other than the power source, A housing 17 is provided for housing. A DC voltage of about -200 V is applied to the toner carrier 12 by the developing bias power supply 16. Note that the voltage applied from the developing bias power supply 16 to the toner carrier 12 may be a voltage obtained by superimposing a DC voltage and an AC voltage in order to ensure good developing performance. The outer peripheral surface of the toner carrier 12 is formed by cutting a round bar or pipe of aluminum or stainless steel, and then performing mechanical processing such as sand blasting, liquid honing, emery polishing, or chemical corrosion. = 0.1 to 1.7 μm, preferably those having surface roughness Ra of about 0.1 to 1.1 μm. Alternatively, a resin layer in which conductive powder is dispersed may be formed after cutting a round bar or pipe of aluminum or stainless steel. As the toner carrier 12 of the present embodiment, an aluminum pipe having a diameter of 20 mm is cut, and then the outer peripheral surface is subjected to a sandblast anodizing treatment to have a surface roughness Ra of about 0.5 μm.

【0022】トナー層形成部材13は、イオン導電体を
含んだ体積抵抗値が104 〜1010Ω・cm程度のシリ
コーンゴムからなる圧接部材を、厚さ0.1mmのステ
ンレスの板バネに導電性接着剤を介してドクター方式に
設置したものである。また、層形成時の耐摩耗性を向上
させるために表面に硬化処理を施している。トナー層形
成部材13ではトナー担持体12上のトナー付着量(こ
の場合は非磁性トナーを一例として用いている)が0.
1〜0.8mg/cm2 以内になるように線圧値を15
〜17mg/cm2 に設定している。この時のトナー付
着量は0.4mg/cm2 であった。また、ゴムの硬度
は20〜80度のものが使用可能であり、好ましくは3
0〜60度が適している。
The toner layer forming member 13 is formed by applying a pressing member made of silicone rubber having a volume resistance of about 10 4 to 10 10 Ω · cm including an ionic conductor to a stainless steel leaf spring having a thickness of 0.1 mm. It is installed in a doctor system via a conductive adhesive. Further, the surface is subjected to a hardening treatment in order to improve abrasion resistance at the time of forming the layer. In the toner layer forming member 13, the toner adhesion amount on the toner carrier 12 (in this case, a non-magnetic toner is used as an example) is 0.
Set the linear pressure to 15 so that it is within 1-0.8 mg / cm 2.
1717 mg / cm 2 . The toner adhesion amount at this time was 0.4 mg / cm 2 . Further, rubber having a hardness of 20 to 80 degrees can be used.
0-60 degrees is suitable.

【0023】図2は、図1に示す現像装置のトナー担持
体の表面粗さRaとトナー搬送量の関係を示す図であ
る。図2に示すように、トナー担持体12の表面粗さR
a=0.1〜1.1μm間ではトナー搬送量は0.1〜
0.8mg/cm2 であり、トナー担持体12の表面粗
さRa=0.5μmではトナー搬送量は0.4mg/c
2 である。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the surface roughness Ra of the toner carrier of the developing device shown in FIG. 1 and the amount of toner transported. As shown in FIG. 2, the surface roughness R of the toner carrier 12
When a = 0.1 to 1.1 μm, the toner conveyance amount is 0.1 to 0.1 μm.
0.8 mg / cm 2 , and the toner transport amount is 0.4 mg / c when the surface roughness Ra of the toner carrier 12 is 0.5 μm.
m 2 .

【0024】帯電電極14aは、円筒状に形成され、軸
線回りに回転可能に支持されている。帯電電極14aの
材質は、イオン導電体を含んだもの、もしくはゴムに導
電性微粒子を配合したものであり、体積抵抗率は105
〜1010Ω・cm程度のものである。この体積抵抗率
は、107 〜108 Ω・cmの範囲内であることが好ま
しい。また帯電電極14aとして、シリコーンゴム中に
導電性粉を混合した半導電性ロールを用いてもよい。
The charging electrode 14a is formed in a cylindrical shape, and is supported so as to be rotatable around an axis. The material of the charging electrode 14a is a material containing an ionic conductor or a compound of rubber and conductive fine particles, and has a volume resistivity of 10 5.
It is about 10 to 10 10 Ω · cm. This volume resistivity is preferably in the range of 10 7 to 10 8 Ω · cm. Further, as the charging electrode 14a, a semiconductive roll in which conductive powder is mixed in silicone rubber may be used.

【0025】制御電極14bは、線径50μm、ピッチ
127μmのステンレスのメッシュ状部材からなり、帯
電電極14aより大径の円筒状に形成されている。制御
電極14bは、帯電電極14aに外挿され、帯電電極1
4aとトナー担持体12とに挟まれていて、トナー担持
体12との対向位置で制御電極14b内周面の一部が帯
電電極14aと接触して従動回転する。また、帯電電極
14a上に絶縁層を介して制御電極14bを積層しても
よい。このように構成して、帯電電極14aからの電荷
の、トナー担持体12へのリークを調整してもよい。
The control electrode 14b is made of a stainless mesh member having a wire diameter of 50 μm and a pitch of 127 μm, and is formed in a cylindrical shape having a larger diameter than the charging electrode 14a. The control electrode 14b is extrapolated to the charging electrode 14a,
4a and the toner carrier 12, a part of the inner peripheral surface of the control electrode 14b is in contact with the charging electrode 14a at the position facing the toner carrier 12, and is driven to rotate. Further, the control electrode 14b may be laminated on the charging electrode 14a via an insulating layer. With such a configuration, the leakage of the charge from the charging electrode 14a to the toner carrier 12 may be adjusted.

【0026】また、トナー担持体12上のトナーを負極
性に帯電するために、帯電電極14aと制御電極14b
との間に放電を開始するように電界を形成し、制御電極
14bとトナー担持体12との間に放電を生じない程度
に勾配の小さい電界であって、負電荷をトナー担持体1
2側に引き付ける方向の電界を形成する。このため、制
御電極14bとトナー担持体12との電位の関係は、例
えば以下の関係に保たれている。
In order to charge the toner on the toner carrier 12 to a negative polarity, the charging electrode 14a and the control electrode 14b
An electric field is formed so as to start a discharge between the toner carrier 1 and the electric field having such a small gradient that no discharge occurs between the control electrode 14 b and the toner carrier 12.
An electric field is generated in a direction to attract to the two sides. Therefore, the relationship between the potential of the control electrode 14b and the potential of the toner carrier 12 is maintained, for example, in the following relationship.

【0027】(トナー担持体12の電位)−(制御電極
14bの電位)=100V また、帯電電極14aと制御電極14bとの電位の関係
は、以下の関係に保たれている。 (制御電極14bの電位)−(帯電電極14aの電位)
=1000V 尚、これらの電極の電位は、帯電電極14aとトナー担
持体12との間隔、制御電極14bの構造・厚さ等によ
って適宜決定されるものである。また、帯電電極14
a、制御電極14b、およびトナー担持体12が、それ
ぞれ間隙をおいて設けられた場合、これらの間隙の大き
さも考慮して定められる。本実施形態では、トナー担持
体12には現像用バイアス電源16から−200Vの電
圧が印加され、制御電極14bには帯電制御用電源14
dから−300Vの電圧が印加され、帯電電極14aの
シャフトにはトナー帯電用電源14cから−1300V
の電圧が印加されている。
(Electric potential of toner carrier 12)-(Electric potential of control electrode 14b) = 100 V The relationship between the potentials of the charging electrode 14a and the control electrode 14b is maintained as follows. (Potential of control electrode 14b)-(potential of charging electrode 14a)
= 1000 V The potentials of these electrodes are appropriately determined by the distance between the charging electrode 14a and the toner carrier 12, the structure and thickness of the control electrode 14b, and the like. In addition, the charging electrode 14
When a, the control electrode 14b, and the toner carrier 12 are provided with a gap therebetween, the size is determined in consideration of the size of the gap. In the present embodiment, a voltage of −200 V is applied from the developing bias power supply 16 to the toner carrier 12, and the charging control power supply 14 is applied to the control electrode 14 b.
A voltage of -300 V from d is applied, and the shaft of the charging electrode 14a is supplied with a power of
Is applied.

【0028】尚、本実施形態の現像装置10で用いられ
る現像剤は一成分系のトナーであり、スチレン樹脂、ア
クリル樹脂もしくはポリエステル樹脂などの各種熱可塑
性樹脂中に顔料や含金属アゾ染料などの極性制御剤を分
散させ、粉砕し、分級して3〜20μm(平均粒径7μ
m)の大きさに揃えたものが用いられる。また電荷制御
剤が添加され、負極性の電荷が付与されている。電荷制
御剤としては、疎水化処理したシリカ、アルミナ、チタ
ンなどの0.1μm以下の微粒子を用いることができる
が、疎水性シリカが最も好ましい。また、トナーの流動
性助剤が外添されており、これにより現像性能の安定化
が図られている。
The developer used in the developing device 10 of the present embodiment is a one-component type toner, and various kinds of thermoplastic resins such as styrene resin, acrylic resin or polyester resin are mixed with pigment or metal-containing azo dye. The polarity controlling agent is dispersed, pulverized and classified to 3 to 20 μm (average particle size 7 μm).
m) are used. Further, a charge control agent is added to impart a negative charge. As the charge control agent, fine particles of 0.1 μm or less such as silica, alumina, and titanium subjected to hydrophobic treatment can be used, and hydrophobic silica is most preferable. Further, a fluidity aid of the toner is externally added to stabilize the developing performance.

【0029】尚、像担持体1としては、セレン系感光体
や有機感光体が用いられ、像担持体1とトナー担持体1
2とは接触させて配置してもよいし、あるいは100μ
m〜400μm程度の間隙をおいてトナー担持体12と
対向させて配置してもよい。このように構成された現像
装置10において、トナー供給部材15の回転により現
像装置10内のトナーが撹拌され、トナー担持体12表
面に供給される。トナー担持体12の表面に供給された
トナーは、トナー担持体12の回転により帯電電極14
aおよび制御電極14bとの対向位置へ搬送され、トナ
ー層形成ブレード13の押圧力によりトナー担持体12
上にトナー層が形成される。形成されたトナー層は帯電
電極14aと制御電極14bとの対向位置に搬送され
る。このとき、帯電電極14aと制御電極14bとの
間、および制御電極14bとトナー担持体12との間に
は前述のような電圧が印加されており、これらが対向す
る領域に電界が形成される。このような電界内では、帯
電電極14aの、放電開始電界よりも大きい側のみが放
電可能であり、帯電電極14aの、トナー担持体12の
側の電界は、放電開始電界よりも小さいため電離しな
い。
As the image carrier 1, a selenium-based photoconductor or an organic photoconductor is used, and the image carrier 1 and the toner carrier 1 are used.
2 may be placed in contact with
It may be arranged facing the toner carrier 12 with a gap of about m to 400 μm. In the developing device 10 configured as described above, the toner in the developing device 10 is agitated by the rotation of the toner supply member 15 and supplied to the surface of the toner carrier 12. The toner supplied to the surface of the toner carrier 12 is charged by the rotation of the toner carrier 12 to the charging electrode 14.
a to the position facing the control electrode 14 b and the toner carrier 12 by the pressing force of the toner layer forming blade 13.
A toner layer is formed thereon. The formed toner layer is transported to a position facing the charging electrode 14a and the control electrode 14b. At this time, the above-described voltage is applied between the charging electrode 14a and the control electrode 14b and between the control electrode 14b and the toner carrier 12, and an electric field is formed in a region where these oppose each other. . In such an electric field, only the side of the charging electrode 14a larger than the discharge starting electric field can discharge, and the electric field of the charging electrode 14a on the side of the toner carrier 12 does not ionize because it is smaller than the discharge starting electric field. .

【0030】図3は、図1に示す現像装置における電離
領域分離のメカニズムを示す図である。図3に示すよう
に、帯電電極14aの付近では放電に伴う電離によりマ
イナスイオンおよび電子21の他にプラスイオン22が
発生するが、トナー担持体12の近傍では電離が発生せ
ず、制御電極14bとトナー担持体12との間の電界作
用によりマイナスイオンおよび電子21がトナー担持体
12に引き付けられる。引き付けられたマイナスイオン
および電子21はトナー担持体12上のトナー23に付
着し、このトナー23が帯電される。従って、電離に伴
って発生するプラスイオン22は帯電電極14aの側で
のみ存在し、帯電電極14aへ吸着されるが、トナー担
持体12上のトナー23に付着することはない。このた
め、逆極性トナーの発生が抑制される。この際、トナー
担持体12上のトナー層厚が所定の範囲内に収まってい
るため、帯電電極14aからの過剰な電荷がトナー担持
体12へリークしてトナー層内に過帯電することはなく
均一な帯電分布が維持される。
FIG. 3 is a view showing the mechanism of ionization region separation in the developing device shown in FIG. As shown in FIG. 3, positive ions 22 in addition to negative ions and electrons 21 are generated in the vicinity of the charging electrode 14a due to ionization accompanying discharge, but no ionization occurs in the vicinity of the toner carrier 12, and the control electrode 14b The negative ions and the electrons 21 are attracted to the toner carrier 12 by an electric field effect between the toner carrier 12 and the toner carrier 12. The attracted negative ions and electrons 21 adhere to the toner 23 on the toner carrier 12, and the toner 23 is charged. Therefore, the positive ions 22 generated due to ionization are present only on the side of the charging electrode 14 a and are adsorbed to the charging electrode 14 a, but do not adhere to the toner 23 on the toner carrier 12. Therefore, generation of the opposite polarity toner is suppressed. At this time, since the thickness of the toner layer on the toner carrier 12 is within a predetermined range, excessive charge from the charging electrode 14a does not leak to the toner carrier 12 and overcharge in the toner layer. A uniform charge distribution is maintained.

【0031】図4は、帯電電極とトナー担持体との間に
制御電極が設けられていない場合の電離領域分離のメカ
ニズムを示す図である。図4に示すように、帯電電極1
4aとトナー担持体12との間に制御電極14bが設け
られていないと仮定した場合、帯電電極14aとトナー
担持体12との間で放電が発生すると、両者間の微小間
隙に電離現象が発生する。すると、電子なだれの影響に
より異なる極性のマイナスイオンおよび電子21とプラ
スイオン22とが発生する。この電離現象による電子な
だれは微小間隙のいずれの箇所でも発生するため、トナ
ー担持体12上のトナー23層内部の空気層でも電離が
発生し、その結果、帯電後のトナーは、所望の極性に帯
電したトナー23とは別に逆極性に帯電した、いわゆる
逆極性のトナー23が発生してしまう。本実施形態の現
像装置10では、帯電電極14aとトナー担持体12と
の間に制御電極14bが設けられているため、このよう
な逆極性のトナーの発生を低減することができ、トナー
どうしの静電凝集を防止できる。さらに、トナー担持体
12とトナー層とが静電的に強く付着するのを防止で
き、トナーの搬送量の増加が防止できる。
FIG. 4 is a diagram showing the mechanism of ionization region separation in the case where no control electrode is provided between the charging electrode and the toner carrier. As shown in FIG.
Assuming that the control electrode 14b is not provided between the toner carrier 4a and the toner carrier 12, when a discharge occurs between the charging electrode 14a and the toner carrier 12, an ionization phenomenon occurs in a minute gap therebetween. I do. Then, negative ions and electrons 21 and positive ions 22 having different polarities are generated due to the effect of the electron avalanche. Electron avalanche due to this ionization phenomenon occurs in any part of the minute gap, so that ionization also occurs in the air layer inside the toner 23 layer on the toner carrier 12, and as a result, the charged toner has the desired polarity. In addition to the charged toner 23, a toner 23 of the opposite polarity, which is charged to the opposite polarity, is generated. In the developing device 10 of the present embodiment, since the control electrode 14b is provided between the charging electrode 14a and the toner carrier 12, generation of such toner of the opposite polarity can be reduced, and the toner Electrostatic aggregation can be prevented. Further, it is possible to prevent the toner carrier 12 and the toner layer from strongly adhering electrostatically, and it is possible to prevent an increase in the amount of transported toner.

【0032】このようにして均一な電荷が付与されたト
ナー層は、トナー担持体12の回転により像担持体1と
対向する現像領域Dに搬送される。そして、トナー担持
体12と像担持体1との間に形成される現像電界によ
り、トナーが像担持体1の潜像に転移して現像が行なわ
れる。図5は、図1に示す現像装置において、トナー搬
送量とトナー帯電分布の関係を示す図である。
The toner layer to which a uniform charge has been applied as described above is conveyed to the developing area D facing the image carrier 1 by the rotation of the toner carrier 12. Then, the toner is transferred to a latent image on the image carrier 1 by a developing electric field formed between the toner carrier 12 and the image carrier 1 and development is performed. FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a toner conveyance amount and a toner charge distribution in the developing device shown in FIG.

【0033】トナー担持体12上のトナーの電位を測定
したところ、トナー搬送量が0.2,0.8,1.2
(mg/cm2 )において、現像に適した7μC/gか
ら20μC/gに帯電されることが確認された(尚、図
に示す丸印,四角印,三角印は、それぞれ、帯電量が多
いトナー,帯電量が平均的なトナー,帯電量が少ないト
ナーを表す)。このとき、逆極性のトナーは0.1wt
%以下であり、トナーの極性も均一で良好な帯電性が得
られその帯電分布もシャープであった。
When the potential of the toner on the toner carrier 12 was measured, the toner conveyance amount was 0.2, 0.8, 1.2.
(Mg / cm 2 ), charging was confirmed to be from 7 μC / g to 20 μC / g suitable for development (note that the circles, squares, and triangles shown in the figure each have a large charge amount). Toner, toner having an average charge amount, and toner having a small charge amount). At this time, the toner of the opposite polarity is 0.1 wt.
% Or less, the polarity of the toner was uniform, good chargeability was obtained, and the charge distribution was sharp.

【0034】また、この現像装置においては、帯電電極
14aおよび制御電極14bに代わる電荷付与機構とし
て、スコロトロンを用いることもできるが、多量のオゾ
ンを発生させるために環境上あまり好ましくない。尚、
本実施形態の現像装置では、上述のような効果のほか
に、局所的な放電などによりトナー担持体12に過大な
放電電流が流れるのを防止することができ、トナーが現
像に寄与できない程度にまで帯電量が上昇することはな
い。このため、トナー搬送量が上昇するなどの問題を回
避できる。
In this developing device, a scorotron can be used as a charge providing mechanism in place of the charging electrode 14a and the control electrode 14b, but it is not environmentally preferable because a large amount of ozone is generated. still,
In the developing device of the present embodiment, in addition to the effects described above, it is possible to prevent an excessive discharge current from flowing to the toner carrier 12 due to local discharge or the like, and to the extent that the toner cannot contribute to development. Until then, the charge amount does not increase. For this reason, problems such as an increase in the amount of transported toner can be avoided.

【0035】また、本実施形態の現像装置10では、ト
ナー層形成部材13としてトナー担持体12に圧接され
るブレードが用いられているが、この他、ローラ状部
材、トリマーなどを用いることもできる。
Further, in the developing device 10 of the present embodiment, a blade pressed against the toner carrier 12 is used as the toner layer forming member 13, but a roller-shaped member, a trimmer, or the like can also be used. .

【0036】[0036]

【実施例】本実施形態の現像装置10のトナーの帯電性
能を確認するために、下記の条件にて長時間のプリント
テストを行った結果について説明する。 像担持体 :負帯電有機感光体 プロセススピード :200mm/sec 制御電極 :厚さ100μmの導電性材料からなる円筒状フィルム にΦ80μmの微小開口穴が開口率80%で存在する もの 帯電電極 :Φ10mmのロール状部材 周面を形成する材料:シリコーンゴムにイオン導電体 を配合したもの ゴム硬度:60度 体積抵抗率:108 Ω・cm トナー担持体 :Φ20mm 表面粗さRa:0.1〜1.1 トナー付着量:0.3〜0.5(mg/cm2 ) 表面ゴム層を有するロール(106 Ω・cm) トナー供給部材 :Φ10mm 半導電性スポンジ材料からなるロール トナー層形成部材 :SUS303,厚さ0.12mmの板バネに、1m m厚のイオン導電体を含んだシリコーンゴムを導電 性接着剤で接合したもの 接着圧力は約15〜120gf/cm 体積抵抗率:104 〜1010Ω・cm ゴム硬度:60度、表面を硬化処理したもの 潜像電位 :−100V 背景部電位 :−350V 上記条件にてプリントテストを行ったところ、均一なト
ナーの電荷量を実現することができ、従来問題であっ
た、現像ゴースト、地かぶり、及び逆極性トナーによる
機内へのトナー飛散の発生を極めて少なくすることがで
きた。
EXAMPLE A result of a long-term print test performed under the following conditions to confirm the toner charging performance of the developing device 10 of this embodiment will be described. Image carrier: negatively charged organic photoreceptor Process speed: 200 mm / sec Control electrode: A cylindrical film made of a conductive material having a thickness of 100 μm and having a fine aperture of φ80 μm at an aperture ratio of 80% Charged electrode: φ10 mm Roll-shaped member Material forming the peripheral surface: silicone rubber mixed with ionic conductor Rubber hardness: 60 degrees Volume resistivity: 10 8 Ω · cm Toner carrier: Φ20 mm Surface roughness Ra: 0.1-1. 1 Amount of toner attached: 0.3 to 0.5 (mg / cm 2 ) Roll having surface rubber layer (10 6 Ω · cm) Toner supply member: Φ10 mm Roll made of semiconductive sponge material Toner layer forming member: SUS303 , A 1-mm-thick leaf spring bonded to a 1-mm-thick silicone rubber containing an ionic conductor with a conductive adhesive. ~120gf / cm volume resistivity: 10 4 ~10 10 Ω · cm rubber hardness: 60 degrees, those surfaces were hardened latent image potential: -100 V background portion potential: was subjected to printing test in -350V above conditions Thus, a uniform charge amount of the toner can be realized, and the occurrence of toner ghost, ground fogging, and toner scattering into the apparatus due to the opposite polarity toner, which were problems in the related art, could be extremely reduced.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の現像装置
によれば、トナー担持体上のトナー付着量が帯電器から
の過剰な電荷をトナー担持体へリークさせる範囲に設定
されているため、トナー層の上層部と下層部での帯電分
布が不均一にならず均一な状態のまま現像される。従っ
て、画質のムラが低減される。
As described above, according to the developing device of the present invention, the amount of toner adhered to the toner carrier is set in a range where excess charge from the charger is leaked to the toner carrier. Thus, the toner layer is developed while the charge distribution in the upper layer portion and the lower layer portion is not uniform and is uniform. Therefore, unevenness in image quality is reduced.

【0038】また、帯電器を構成する帯電電極と制御電
極との間に放電開始電圧以上の電圧を印加して放電を発
生させ、制御電極とトナー担持体との間では、所望の極
性のイオンまたは電子がトナー担持体側へ移動するよう
な電界を形成し、放電を生じないようにすると、トナー
の帯電時に逆極性のトナーの発生が低減され、トナーを
ほぼ均一に帯電することができる。従って、トナーどう
しの静電凝集が防止できるとともに、トナーがトナー担
持体に静電的に強く付着するのを防止できる。
Further, a voltage higher than a discharge starting voltage is applied between the charging electrode and the control electrode constituting the charger to generate a discharge, and an ion of a desired polarity is applied between the control electrode and the toner carrier. Alternatively, if an electric field is generated such that electrons move toward the toner carrier to prevent discharge, generation of toner of the opposite polarity during charging of the toner is reduced, and the toner can be charged substantially uniformly. Accordingly, it is possible to prevent the toners from being electrostatically aggregated, and to prevent the toners from strongly adhering to the toner carrier.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の現像装置の一実施形態を示す概略構成
図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an embodiment of a developing device of the present invention.

【図2】図1に示す現像装置のトナー担持体の表面粗さ
Raとトナー搬送量の関係を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a surface roughness Ra of a toner carrier of the developing device shown in FIG. 1 and a toner conveyance amount.

【図3】図1に示す現像装置における電離領域分離のメ
カニズムを示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a mechanism of ionization region separation in the developing device shown in FIG.

【図4】帯電電極とトナー担持体との間に制御電極が設
けられていない場合の電離領域分離のメカニズムを示す
図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a mechanism of ionization region separation when a control electrode is not provided between a charging electrode and a toner carrier.

【図5】図1に示す現像装置において、トナー搬送量と
トナー帯電分布の関係を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between a toner conveyance amount and a toner charge distribution in the developing device illustrated in FIG. 1;

【図6】従来の現像装置の一例を示す概略構成図であ
る。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a conventional developing device.

【図7】従来の現像装置の他の例を示す概略構成図であ
る。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing another example of a conventional developing device.

【図8】電圧を印加することによりトナーに直接電荷を
付与する現像装置において、現像剤担持体上のトナー層
が厚い場合の問題を説明するための図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining a problem in a case where a toner layer on a developer carrying member is thick in a developing device that applies a charge directly to toner by applying a voltage.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 像担持体 10 現像装置 12 トナー担持体12 13 トナー層形成部材 14 帯電器 14a 帯電電極 14b 制御電極 14c トナー帯電用電源 14d 帯電制御用電源 15 トナー供給部材 16 現像バイアス電源 17 ハウジング 21 電子 22 プラスイオン 23 トナー Reference Signs List 1 image carrier 10 developing device 12 toner carrier 12 13 toner layer forming member 14 charger 14a charging electrode 14b control electrode 14c power supply for toner charging 14d power supply for charging control 15 toner supply member 16 developing bias power supply 17 housing 21 electron 22 plus Ion 23 toner

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安部 純 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい 富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者 大場 正太 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい 富士ゼロックス株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Jun Abe 430 Nakai-cho, Sakaigami-gun, Kanagawa Prefecture Green Tech Nakai Inside Fuji Xerox Co., Ltd. Inside

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定の現像領域において、静電潜像を担
持して所定の方向に移動する像担持体上の静電潜像にト
ナーを付着させることにより、該像担持体上の静電潜像
を可視化する現像装置において、 前記現像領域において前記像担持体に近接もしくは接触
するように配置され、表面にトナー層を担持して循環移
動するトナー担持体と、該トナー担持体に供給されたト
ナーを所定厚さのトナー層に成形するトナー層形成部材
と、前記トナー層形成部材と前記現像領域との間におい
てトナー層を担持したトナー担持体に対向して配置され
た、該トナー層を帯電する帯電器とを備え、 前記トナー担持体が、 0.1≦Ra≦1.7(μm) の表面粗さRaを有するものであることを特徴とする現
像装置。
1. An electrostatic latent image on an image carrier, which carries the electrostatic latent image and moves in a predetermined direction in a predetermined developing area, by attaching toner to the electrostatic latent image on the image carrier. In a developing device for visualizing a latent image, a toner carrier that is arranged so as to be close to or in contact with the image carrier in the development area, carries a toner layer on the surface and circulates, and is supplied to the toner carrier. Forming a toner layer having a predetermined thickness into the toner layer, and a toner layer disposed between the toner layer forming member and the developing area, facing the toner carrier carrying the toner layer. And a charger for charging the toner carrier, wherein the toner carrier has a surface roughness Ra of 0.1 ≦ Ra ≦ 1.7 (μm).
【請求項2】 所定の現像領域において、静電潜像を担
持して所定の方向に移動する像担持体上の静電潜像にト
ナーを付着させることにより、該像担持体上の静電潜像
を可視化する現像装置において、 前記現像領域において前記像担持体に近接もしくは接触
するように配置され、表面にトナー層を担持して循環移
動するトナー担持体と、該トナー担持体に供給されたト
ナーを所定厚さのトナー層に成形するトナー層形成部材
と、前記トナー層形成部材と前記現像領域との間におい
てトナー層を担持したトナー担持体に対向して配置され
た、該トナー層を帯電する帯電器とを備え、 前記トナー層形成部材が、前記トナー担持体表面に、単
位面積あたり 0.1≦TM≦1.6(mg/cm2 ) のトナー付着量TMであるトナー層を形成するものであ
ることを特徴とする現像装置。
2. An electrostatic latent image on an image carrier, which carries an electrostatic latent image and moves in a predetermined direction in a predetermined developing area, by attaching toner to the electrostatic latent image on the image carrier. In a developing device for visualizing a latent image, a toner carrier that is arranged so as to be close to or in contact with the image carrier in the development area, carries a toner layer on the surface and circulates, and is supplied to the toner carrier. Forming a toner layer having a predetermined thickness into the toner layer, and a toner layer disposed between the toner layer forming member and the developing area, facing the toner carrier carrying the toner layer. The toner layer forming member has a toner adhesion amount TM of 0.1 ≦ TM ≦ 1.6 (mg / cm 2 ) per unit area on the surface of the toner carrier. What forms Developing apparatus is characterized in that.
【請求項3】 前記帯電器が、前記トナー担持体に対向
して配置された帯電電極と、該帯電電極に所定の極性の
帯電用電圧を印加して前記トナー担持体との間に電界を
形成する第1の電源と、前記帯電電極と前記トナー担持
体とに挟まれた位置に配備され、前記電界内に発生する
放電の電離領域を前記帯電電極との間に規制する、多数
の開口を有する制御電極と、該制御電極に、前記帯電電
極の電位と前記トナー担持体の電位との中間の電位を形
成する電圧を印加する第2の電源とを備えたものである
ことを特徴とする請求項1又は2記載の現像装置。
3. The charging device according to claim 1, wherein the charging device applies a charging voltage having a predetermined polarity to the charging electrode disposed opposite to the toner carrier to generate an electric field between the charging electrode and the toner carrier. A first power supply to be formed, and a plurality of openings disposed at positions sandwiched between the charging electrode and the toner carrier to regulate an ionization region of a discharge generated in the electric field between the charging electrode and the opening. And a second power supply for applying to the control electrode a voltage that forms an intermediate potential between the potential of the charging electrode and the potential of the toner carrier. The developing device according to claim 1 or 2, wherein
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